中国第一重型机械股份公司重装事业部中装厂 黑龙江齐齐哈尔 161042
摘要：零件在机械加工后被加工面的微观不平度反映的是机械加工的表面质量也被称作做粗糙度。机械的使用性能的挺高与使用寿命的增加在很大程度上取决于产品零件的加工质量，加工表面质量是基础，而产品的表面质量是整体质量的外在体现，在检查质量时人们首先会检查产 品的表面质量好坏。机械零件的破坏一般是从表面开始的，机械出故障也是由于机器中个别零件出现了问题，因为小的失效而引起整体的运作， 所以应该注重机械加工的表面质量，以此来提高产品的使用性能，在一定程度上促进机械行业不断前进。
关键词：机械加工；表面质量；产品；影响因素；应对措施
引言
著名的木桶原理这样说，木桶容量的大小取决于最低的一块木板， 同样的任何机器都是由若干的机械零件组装起来的，机器运转的正常与否与每个零件的质量息息相关。大量的事实研究表明，机械部件的故障往往从加工表面开始，简单地说，机械零件表面质量的好坏直接决定其性能。要想保证机械加工表面的质量，就要对可能存在的不利影响因素进行总结和归纳。
一、响机械加工表面质量的因素
（一）刀具几何形状
机械加工中的刀具作用于工件表面在进行进给运动时会在加工面上留下切削层残留面积，其面积形状是刀具集合形状的体现，从而增 加了表面的粗糙程度。导致出现残留面积的原因主要有刀具切削时的进给量、主副偏角的度数以及刀尖的圆弧半径等。
（二）工件材料的性质
加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。加工脆性材料时， 其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。
（三）磨削加工影响表面粗糙度的因素
正像切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。影响磨削表面粗糙的主要因素有：砂轮的粒度、砂轮的硬度、砂轮的修整磨削 速度、磨削径向进给量与光磨次数工件圆周进给速度与轴向进给量冷却润滑液。
（四）加工表面层物理机械性能的影响
切削加工时工件受到切削热量和切削力的作用，金属表层的物理机械性发生变化，主要的变化在于表层金属显微硬度的变化、金相组 织的变化以及参与应力的产生等。而由于磨削加工时的塑性变形以及切削热比刀刃切削时更严重，因此加工后表层的上述几项物理和机械性能都发生了很大的变化。热缩性变形主要因为机械加工时表面在热量影响下温度高于基体温度，导致表面层热膨胀会受到基体低温影响形成热压缩应力。在完成切削之后，温度逐渐降低至基体温度，此时 表面出现缩短变化，会受到来自于基体阻碍形成参与拉应力。
（五）表面层的冷作硬化
机械加工过程中的切削作用力容易产生塑性变形，从而引发品格的扭曲和畸变。晶粒间因此出现剪切滑移，品粒被拉长和纤维化，乃 至发生破碎，这些因素都会使得金属表层的硬度和强度有所增加，称 之为冷作硬化或强化现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（六）残余应力
在进行切削加工时，金属表面的塑性变化会带来金属表面比容的增加，由于只有在表层部位才会出现塑性变形，一旦比容变大就会出 现表层金属体积的加大，这样的变化会受到里层金属的抵抗，所以表 层就会存在残余应力，相对的里层会出现残余拉应力。还有一种情况 就是由于切削热的大量存在导致残余应力的产生。第三种情况是由于金相组织的不同，所以金属之间的比容和密度也存在着差异，一旦表 层金属出现变化，一定会致使其他金相组织的金属受到影响，残余应 力也会存在。在实际的加工过程中，如果零件表面存在一些微观上的 裂痕，那么在受到拉应力的作用后，可能会使裂痕扩大，严重的甚至 会出现零件的开裂。
二、机械加工表面质量对产品性能的影响
（一）表面质量对耐磨性的影响
零件磨损一般可分为三个阶段，初期磨损阶段、正常磨损阶段和剧烈磨损阶段。表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。一般说表面 粗糙度值愈小，其磨损性愈好。但表面粗糙度值太小，润滑油不易储
存，接触面之间容易发生分子粘接，磨损反而增加。因此，接触面的 粗糙度有一个最佳值，其值与零件的工作情况有关，工作载荷加大时， 初期磨损量增大，表面粗糙度最佳值也加大。
（二）表面质量对疲劳强度的影响
金属受交变载荷作用后产生的疲劳破坏往往发生在零件表面和表 面冷硬层下面，因此零件的表面质量对疲劳强度影响很大。表面粗糙 度值愈大，抗疲劳破坏的能力就愈差。
（三）表面质量对耐蚀性的影响
零件的耐蚀性在很大程度上取决于表面粗糙度。表面粗糙度值愈 大，抗蚀性就愈差。
（四）表面质量对配合质量的影响
表面粗糙度值的大小将影响配合表而的配合质量。对于间隙配合， 粗糙度值大会使磨损加大间隙增大，破坏了要求的配合性质。对于过 盈配合，装配过程中一部分表面凸峰被挤平实际过盈茸减小，降低了 配合件问的连接强度。
三、提高加工表面质量的措施
（一）刀具方面
为减小刀具在表面的残留面积，刀具应使用刀尖圆弧半径、副偏 角度较小或合适的修光刃、宽刃精刨刀、精车刀等。刀具的材料应与 工件材料相匹配，杜绝使用磨损严重的刀具，从而控制对机械表面粗 糙度的影响。
（二）工件材料方面
工件的材料性质对于表层粗糙程度影响最大的是材料的塑性和材料的金相组织。对塑性大的低碳钢、低合金钢材料而言，加工前先用正火处理来降低塑性性，切削加工后便可以获得较小的粗糙度。同时， 工件材料应有合适的金相组织，包括均匀的晶粒度大小、分布及状态等。
（三）选用先进的加工技术
机械零件加工要紧跟新技术的发展，提高工艺的效率。可将超精 密的加工工艺与现代化计算机技术相结合，这是今后机械加工的重点 发展方向，它可以保证操作的精准性。在满足加工需求的基础上，还 应尽量减少径向进给量和轴向进给速度，从而保证加工过程的稳定性， 减少磨削振动。
（四）降低表面残余应力
表面产生残余应力发生的原因有很多，通常可以用减少塑性变形 和降低切削温度两种手段来降低表面的残余应力。如在零件制造过程 中用胀孔、滚压、喷丸加固等特殊工艺，可以增强机械表层的稳定性， 或者通过调整切削角度来改变接触面的受力，从而减少材料塑性变形 并降低切削温度。
（五）切削液的合理利用
切削液的合理利用也是进行工件表面质量提高的有效手段，选用 好的切削液并在适当的时候进行合理的运用，能够有效降低刀具与金 属零件在切削过程中的摩擦，我们知道，摩擦是热量产生的直接原因， 摩擦的减少能够降低切削的温度，对刀具来说能够降低磨损程度，对 加工零件表面的质量是一种保护。
四、结束语
机械加工表面质量，对机械设备的使用效果和生产效率都有着重 要影响，如果机械加工表面质量出现问题，将会造成机械设备的稳定 性大大降低，使用性能大大降低，噪音问题明显，甚至会造成严重的 生产事故，因此，必须要重视机械加工环节，采取合理的手段来提高 零件表面的光滑程度，提高零件的使用效果。
参考文献
[1]吴舒. 机械加工表面质量影响因素分析及相应改善对策研究[J]. 橡塑技术与装备,2016(2):75-76.
[2]李娥 . 浅谈影响机械加工表面质量的因素与应对措施 [J]. 工程技术：文摘版,2016,6(8):00288-00288.
论文作者:刘闯
论文发表刊物:《福光技术》2019年31期
论文发表时间:2020/1/3
标签：表面论文; 质量论文; 塑性论文; 加工论文; 零件论文; 机械加工论文; 工件论文; 《福光技术》2019年31期论文;